施氮量对结球甘蓝瑞甘20耐裂性的影响

戴忠良， 孙春青， 潘跃平， 秦文斌， 姚悦梅， 潘永飞， 张振超

(江苏丘陵地区镇江农业科学研究所，江苏 句容 212400)

甘蓝(Brassica oleracea L.var.capitata)，属十字花科芸薹属，是中国最重要的叶菜类蔬菜之一，在蔬菜周年供应中占有重要地位［1-2］。甘蓝耐裂球性好，能延长收获期，农民可以选择价格合适时收获销售，以获得更好的经济效益，因此对甘蓝品种的耐裂球性要求也越来越高［3］。

前人在研究甘蓝裂球原因方面作了一些工作，发现引起甘蓝开裂的原因可归纳为两类:一是外部环境因素，如施肥量［4］、水分、病虫害和机械损伤等。二是内因，如遗传性状［5］、生理因素［6］、解剖结构［7］等。本试验以结球甘蓝品种瑞甘20为材料，研究施氮量对甘蓝结球过程中蜡质含量以及叶球成熟后表皮细胞、薄壁组织细胞、细胞壁、角质层、维管束、导管等解剖结构的影响，以期对甘蓝耐裂球栽培的科学施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试结球甘蓝品种为晚熟耐寒品种瑞甘20。2010年8月13日穴盘育苗，9月10日(6片真叶)移栽，2011年3月15日采收。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验于2010年8月至2011年3月在江苏丘陵地区镇江农业科学研究所科技创新园区进行。供试试验田土壤为黏壤土，pH 6.6，有机质含量1.5%，碱解氮(N)、速效磷(P2O5)、速效钾(K2O)含量分别为68.2 mg/kg、40.6 mg/kg、108.5 mg/kg。

氮肥用量设3个水平，折合纯氮用量分别为150 kg/hm2、225 kg/hm2、450 kg/hm2。随机区组排列，重复3 次，小区面积13.2 m2，采用高垄3行定植，株行距 45 cm×55 cm，每小区栽48株。各处理在做垄时统一基施等量的磷、钾肥，施用量为钙镁磷肥1 050 kg/hm2、氯化钾450 kg/hm2。氮肥为尿素(含N 46%)，分3次施下，做垄时施1/3作基肥，莲座期(10月25日)和结球期(2月5日)各施1/3作追肥。

1.2.2 田间裂球率 从甘蓝商品成熟期至成熟期后21日，每7 d观察1次，计算裂球率并观察裂球方式。裂球率=裂球数/调查球数×100%。

甘蓝裂球性以适时收获期7 d后的裂球指数来界定。分为6级:0级，无裂口;1级，裂口1层;2级，裂口2层，且最长裂口在叶球纵径或横径的1/2以内;3级，裂口3～5层，或裂口2层且最长裂口在叶球纵径或横径的1/2以上;4级，裂口6～10层;5级，裂口10层以上。

裂球指数=∑(某级裂球株数×该级指数)/(调查总株数×最高裂球级指数)×100

1.2.3 叶片蜡质含量的测定 从定植后65 d(结球始期)至叶球成熟每份材料每60 d取1次样，另外在成熟后21 d取1次，共取4次。按照随机取样原则，在每份材料的每个重复中选取大小相近、成熟度一致、无病害、无创伤的叶球4株。取每个叶球的前12层叶片，利用打孔器取样，参考Russin等［8］的方法，清洗叶片表面，待表面晾干后称重，将叶片在预先称重的盛有50 ml氯仿的培养皿中浸泡1 min后取出，待氯仿挥发完毕再次称重，计算蜡质含量，重复20次。

1.2.4 叶片显微结构观察 甘蓝成熟后，将叶片用FAA立刻固定，保存在4℃冰箱中备用。石蜡制片，切片厚度为8～10 μm，铁矾苏木精染色，Olympus显微镜下观察并拍照。

1.2.5 数据分析 数据用SPASS V16.0统计软件进行分析。

2 结果

2.1 田间裂球指数

瑞甘20叶球裂球率和裂球指数均随着成熟后时间的延长而增加，特别是在叶球成熟后14 d开始，叶球裂球率和裂球指数增长幅度较大。

不同氮肥水平下瑞甘20叶球裂球率和裂球指数均随着氮肥施用量的增加而增加。成熟后7 d，施氮量150 kg/hm2处理和施氮量225 kg/hm2处理无裂球，而施氮量450 kg/hm2处理的裂球率和裂球指数分别为5.6%和2.4，显著高于前两个处理(P＜0.05)。成熟后14 d，裂球率随氮肥用量增加而显著上升(P＜0.05)，裂球率在0.7%与7.2%之间;此时裂球指数在0.2与12.5之间，施氮量450 kg/hm2处理裂球指数显著高于施氮量150 kg/hm2和225 kg/hm2处理(P＜0.05)。成熟后21 d，裂球率和裂球指数随氮肥用量增加而显著上升(P＜0.05)，分别在2.8%与12.9%和3.9与22.6之间。

2.2 叶片蜡质含量的动态变化

结球期至成熟期，不同氮肥处理蜡质含量皆呈升高趋势;成熟期以后，蜡质含量呈降低趋势。结球期至成熟期，3个处理的蜡质含量无显著差异(P＞0.05)。成熟后21 d，施氮量150 kg/hm2处理的蜡质含量显著高于施氮量450 kg/hm2处理(P＜0.05)，结合甘蓝裂球指数的变化，可以看出，成熟后叶片蜡质含量与结球甘蓝裂球呈负相关，叶片蜡质含量低的甘蓝易裂球，蜡质含量高的甘蓝耐裂球。

2.3 叶片显微结构观察

从图1可以看出，施氮量150 kg/hm2处理的甘蓝成熟后，叶表皮细胞壁厚为3.5 μm，表皮细胞、薄壁组织细胞小，呈椭圆形，排列紧密且整齐，细胞间隙小，角质层厚度为3.3 μm，维管束发达，导管细且多。施氮量225 kg/hm2处理的甘蓝表皮细胞壁较厚，表皮细胞、薄壁组织细胞较小，细胞间隙较小，角质层厚度为2.9 μm，维管束较发达，导管较细较多。施氮量450 kg/hm2处理的甘蓝表皮细胞壁薄，表皮细胞大、长，薄壁组织细胞大，排列疏松且形状不规则，细胞间隙大，角质层薄，维管束不发达，导管粗且少。

图1 成熟甘蓝叶片的组织结构Fig.1 The leaf tissue structure of cabbage at maturity

3个处理的甘蓝成熟后，叶片下表皮细胞均比上表皮细胞小。施氮量150 kg/hm2处理与施氮量450 kg/hm2处理相比，下表皮细胞和薄壁组织细胞变长、变大，细胞间隙增大，细胞形状更加不规则。施氮量150 kg/hm2和施氮量225 kg/hm2处理的甘蓝下表皮细胞、薄壁组织细胞变大，但仍呈椭圆形。施氮量150 kg/hm2处理的甘蓝抗裂球的原因可能是因为它们的表皮细胞排列紧，细胞吸水后细胞壁承受的膨压在各个方向上是均匀的，因而胞间不易开裂;而施氮量450 kg/hm2处理的甘蓝易裂球是因为表皮细胞的细胞间隙大，细胞吸水后，胞壁受到的膨压在各个方向上不均匀，导致胞间易开裂。

3 讨论

施氮量的不同势必会影响结球甘蓝的生长量，从而影响甘蓝叶片组织结构，而叶片的组织结构与甘蓝裂球密切相关。许多研究指出，果实的组织结构特点与裂果的发生有直接关系。石志平等［9］认为枣果开裂与角质层厚度、表皮细胞层数、亚表皮细胞层数、表皮厚度及中果皮细胞排列的紧密程度有关。在荔枝［10］、番茄［11］等研究上也证明果皮组织结构和裂果有着密切关系。本试验结果表明甘蓝裂球与成熟后叶片细胞壁的薄厚、维管束和导管数量有着一定的关系。施氮量150 kg/hm2处理的甘蓝成熟后叶表皮细胞壁较厚，木质化程度高，机械强度大，承受外界不良条件能力强，不易裂球。施氮量450 kg/hm2处理的甘蓝表皮细胞壁薄，木质化程度较低，机械强度小，承受外界不良条件能力弱，易裂球，这与秦智伟等的研究结果［4］一致。许多研究者认为，角质层厚度与抗裂果能力有着密切关系，果肉的膨胀速度超过角质层的扩展速度可能是引起裂果的主要因素［12-13］。本研究中施氮量150 kg/hm2处理的甘蓝角质层较施氮量450 kg/hm2处理的甘蓝厚，维管束和次生木质部导管多，加强了机械支持的作用，耐裂球性也增加。一般地，开裂叶球与正常叶球表皮相比，细胞是不规则的，且排列疏松，细胞间隙较大，开裂叶球的上下表皮细胞都有个别细胞突然加大或变长，正常叶球的叶肉细胞都是比较规则的椭圆形，而且排列整齐、紧凑，细胞间隙较小，本研究结果验证了这一点。

另外，蜡质含量是影响甘蓝裂球的重要指标。施氮量450 kg/hm2处理的甘蓝成熟期后21 d蜡质含量减少，表明叶片中蜡质堆积疏松，水分易于渗透进入叶片细胞中，导致叶片细胞膨大而易裂球。

［1］张振超，戴忠良，潘跃平，等.结球甘蓝自交不亲和系组织快繁体系研究［J］.西北植物学报，2009，29(10):2123-2127.

［2］秦文斌，王志建，涂安君，等.春甘蓝新品种春甘2号的选育及高产高效栽培技术［J］.江苏农业科学，2012，40(9):112-113.

［3］方智远，刘玉梅，杨丽梅，等.我国甘蓝遗传育种研究概况［J］.园艺学报，2009，29(增刊):657-663.

［4］秦智伟，王丽娟，王 超，等.甘蓝裂球性研究［J］.东北农业大学学报，1994，25(4):344-346.

［5］庄 木，张扬勇，方智远，等.结球甘蓝耐裂球性状的配合力及遗传力研究［J］.中国蔬菜，2009(2):12-15.

［6］曾爱松，刘玉梅，方智远，等.甘蓝结球过程中内源激素含量与裂球性的关系［J］.中国蔬菜，2009(20):11-16.

［7］汝雪娟.甘蓝叶片组织结构特征和叶片中钙、钾及蜡质含量与裂球的关系［D］.重庆:西南大学，2009.

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［9］石志平，王文生.鲜枣裂果及其解剖结构相关性研究［J］.华北农学报，2003，18(2):92-94.

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［12］MATAS A J，COBB E D，Paolillo D J.Crack resistance in chery tomato fruit correlates with cuticular memberane thickness［J］.Hort Science，2004，39(6):1354-1358.

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